亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：一种基于pc开放式控制器的测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及分析及测量控制技术领域，具体的说，是涉及一种基于PC开放式控制器的测量系统。
背景技术：
测量机是近年发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器，它广泛地应用于机械制造、电子、汽车和航空航天等工业中。它可以进行零件和部件的尺寸、形状及相互位置的检测，例如箱体、导轨、涡轮、叶片、缸体、凸轮和齿轮等空间型面的测量[I]。测量机是一种通用性强、自动化程度高、效率高的测量系统，它一般由主机、运动控制系统、软件系统及探
测系统所组成，随着现代工业对测量技术提出越来越高的要求，测量机正逐渐成为制造业的主导检测设备]。测量机正朝着提高测量精度、提高测量效率、发展测量技术、智能化、控制系统更加开放的方向发展，测量机有着非常显著实际应用价值。

实用新型内容本实用新型的目的在于现实发展的需要，以现有技术的测量系统作为基础和设计思路，公开一种基于PC开放式控制器的测量系统。为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案为一种基于PC开放式控制器的测量系统，包括设有测量触头的末端机械测量单元，伺服驱动单元，运动控制及数据处理单元，所述运动控制及数据处理单元与伺服驱动单元相连并用于控制伺服驱动单元，所述末端机械测量单元用测量触头对各测点进行测量并输出数据后输入运动控制及数据处理单元。所述末端机械测量单元包括设置于测量工作台上的X轴导轨，水平横梁状的Y轴导轨，设于Y轴导轨滑块上的Z轴导轨，所述X轴、Y轴、Z轴导轨两两正交。所述X轴、Y轴、Z轴导轨上均设有光栅尺。所述测量触头位于所述Z轴导轨的下端。所述测量触头为三维触头。所述X轴、Y轴、Z轴导轨均为滚珠丝杠轴承导轨，所述X轴、Y轴导轨的行程均为300mm, Z轴导轨的行程为200mm。所述伺服驱动单元为设于X轴、Y轴、Z轴导轨上的三套步进电机以及各自的编码器。所述运动控制及数据处理单元包括以PCI卡为核心的电气控制部分，PC机，以及测量装置软件，PCI卡与PC机为主从控制结构，用于驱动伺服驱动单元的步进电机。本实用新型的有益效果在于I.检测结果表明系统可靠性高，运转稳态精度好，步进电机运转频率高，同时可对系统的状态与故障状况进行监视与保护；2.测量装置重复定位误差X轴为2. 5 μ m、Y轴为I. 25 μπι、Ζ轴为2.5 μ m，频率误差小于2. 3% ；3.对应用于标准量块测量时，X轴最大误差10mm量块为49. 96 μ m, IOOmm量块测量为10. 01 'Y轴最大误差10mm量块为24. 62，IOOmm量块为63. 7 μ m。

图I为本实用新型的外部结构示意图。图2为图I的A部局部放大示意图。图3为本实用新型的原理示意框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进一步说明实施例参见图1，图2，图3。一种基于PC开放式控制器的测量系统，包括设有测量触头14的末端机械测量单元1，伺服驱动单元2，运动控制及数据处理单元3，所述运动控制及数据处理单元3与伺服驱动单元2相连并用于控制伺服驱动单元2，所述末端机械测量单元I用测量触头14对各测点进行测量并输出数据后输入运动控制及数据处理单元3。所述末端机械测量单元I包括设置于测量工作台上的X轴导轨11，水平横梁状的Y轴导轨12，设于Y轴导轨12滑块上的Z轴导轨13，所述X轴、Y轴、Z轴导轨11、12、13两两正交。所述X轴、Y轴、Z轴导轨11、12、13上均设有光栅尺。所述测量触头14位于所述Z轴导轨13的下端。所述测量触头14为三维触头。所述X轴、Y轴、Z轴导轨11、12、13均为滚珠丝杠轴承导轨，所述X轴、Y轴导轨
11、12的行程均为300mm，Z轴导轨13的行程为200_。所述伺服驱动单元2为设于X轴、Y轴、Z轴导轨11、12、13上的三套步进电机21以及各自的编码器22。所述运动控制及数据处理单元3包括以PCI卡为核心的电气控制部分31，PC机32，以及测量装置软件33，PCI卡与PC机为主从控制结构，用于驱动伺服驱动单元的步进电机。本实用新型的使用原理如下将待测工件放置于X轴导轨11上，可以在X轴导轨11上设夹持工具(图中未示出)将待测工件夹紧，避免在测量过程中零件晃动而产生不必要的误差。测量触头14为三维触头，测头可以在一定范围的立体空间内任意点移动，坐标系中的任一点坐标值都可以通过X、Y和Z 3个轴上反馈的脉冲数间接求得。伺服驱动单元2为设于X轴、Y轴、Z轴导轨11、12、13上的三套步进电机21以及各自的编码器22。步进电机21以及各自的编码器22获得的伺服电机信号及编码器信号输入运动控制及数据处理单元3，之后通过常规的方式输入PC机32，由测量装置软件33进行处理。测量触头14和X轴、Y轴、Z轴导轨11、12、13均可移动，X轴、Y轴、Z轴导轨11、12、13均为滚珠丝杠轴承导轨，所述X轴、Y轴导轨11、12的行程均为300mm，Z轴导轨13的行程为200mm，可以很容易的使待测点对准测量触头24，步进电机21以及各自的编码器22固定在X轴、Y轴、Z轴导轨11、12、13的一端，编码器22用以度量各轴脉冲值。步进电机21转动时，编码器22输出电机转轴的位置信号,也输出相位值相差90度的方波信号。测量触头24是三维测头，是进行三维测量的传感器，它可在3个方向上感受瞄准信号和微小位移，以实现瞄准与测微两种功能，测量触头24为接触式硬测头，除了能及时输出测量数据信号外，还具有过压保护功能。当测量触头24碰撞达到一定的压力时，可产生一开关量信号，通过此信号控制伺服驱动单元2回路的继电器线圈的通断，保护测量触头24不受破坏。运动控制及数据处理单元3包括以PCI卡为核心的电气控制部分31，PCI卡PC机构成主从式控制结构，可以用来驱动X轴、Y轴、Z轴导轨11、12、13端部的步进电机21，同
时，可外接原点、减速、限位等开关信号，以实现回原点、保护等功能，其板载的多路I/O通用输入输出接口可采集编码器22的数据。PC机32，以及测量装置软件33主要用于数据处理，测量装置软件33的使用流程为启动软件一初始化板卡一设备参数设置一回零参数设置一其他参数设置一进入主界面、运动编程控制。
权利要求1.一种基于PC开放式控制器的测量系统，包括设有测量触头(14)的末端机械测量单元(1)，伺服驱动单元(2)，运动控制及数据处理单元(3)，其特征在于所述运动控制及数据处理单元(3)与伺服驱动单元(2)相连并用于控制伺服驱动单元(2)，所述末端机械测量单元(I)用测量触头(14)对各测点进行测量并输出数据后输入运动控制及数据处理单元(3)。
2.根据权利要求I所述的一种基于PC开放式控制器的测量系统，其特征在于所述末端机械测量单元(I)包括设置于测量工作台上的X轴导轨(11)，水平横梁状的Y轴导轨(12)，设于Y轴导轨(12)滑块上的Z轴导轨(13)，所述X轴、Y轴、Z轴导轨(11、12、13)两两正交。
3.根据权利要求2所述的一种基于PC开放式控制器的测量系统，其特征在于所述X轴、Y轴、Z轴导轨(11、12、13 )上均设有光栅尺。
4.根据权利要求I所述的一种基于PC开放式控制器的测量系统，其特征在于所述测量触头(14)位于所述Z轴导轨(13)的下端。
5.根据权利要求4所述的一种基于PC开放式控制器的测量系统，其特征在于所述测量触头(14)为三维触头。
6.根据权利要求2至权利要求4中任一权利要求所述的一种基于PC开放式控制器的测量系统，其特征在于所述X轴、Y轴、Z轴导轨(11、12、13)均为滚珠丝杠轴承导轨，所述X轴、Y轴导轨(11、12)的行程均为300mm，Z轴导轨(13)的行程为200mm。
7.根据权利要求I所述的一种基于PC开放式控制器的测量系统，其特征在于所述伺服驱动单元(2)为设于X轴、Y轴、Z轴导轨(11、12、13)上的三套步进电机(21)以及各自的编码器(22)。
专利摘要本实用新型涉及分析及测量控制技术领域，具体的说，是涉及一种基于PC开放式控制器的测量系统。一种基于PC开放式控制器的测量系统，包括设有测量触头的末端机械测量单元，伺服驱动单元，运动控制及数据处理单元，所述运动控制及数据处理单元与伺服驱动单元相连并用于控制伺服驱动单元，所述末端机械测量单元用测量触头对各测点进行测量并输出数据后输入运动控制及数据处理单元。检测结果表明，本实用新型系统可靠性高，运转稳态精度好，步进电机运转频率高，同时可对系统的状态与故障状况进行监视与保护。
文档编号G01B7/00GK202582473SQ20122017580
公开日2012年12月5日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者习俊梅, 廖高华, 杨武 申请人:南昌工程学院